Biorreactores y la promesa de las células madre para regenerar el corazón.

Las enfermedades cardíacas son una de las principales causas de muerte en todo el mundo. Cuando un corazón se daña, por ejemplo, después de un ataque, sus células musculares, llamadas cardiomiocitos, no pueden regenerarse por sí solas. La única solución hasta ahora ha sido el trasplante de corazón, pero la escasez de donantes es un obstáculo enorme.

La ciencia detrás de la solución: Células madre pluripotentes en biorreactores para regenerar el corazón

Biorreactores para regenerar el corazón  - Aquí es donde entra en juego la ciencia de los biorreactores y de las células madre pluripotentes inducidas (conocidas como iPSCs por sus siglas en inglés). Estas células son extraordinarias: tienen una gran capacidad de proliferación y, lo que es aún más importante, pueden transformarse en casi cualquier tipo de célula del cuerpo, incluidos los cardiomiocitos funcionales.

El objetivo es aprovechar estas propiedades para crear un suministro ilimitado de cardiomiocitos sanos que puedan usarse para reparar el tejido cardíaco dañado. Sin embargo, para que esta terapia sea viable a gran escala, necesitamos una forma eficiente y masiva de producir estas células.

El desafío de la producción en masa en biorreactores para regenerar el corazón: Del laboratorio a la terapia

No todas las líneas de células madre se comportan de la misma manera. Algunas tienen un mayor potencial para convertirse en cardiomiocitos que otras, y sus tasas de crecimiento también pueden variar. Por ello, el primer paso en nuestro protocolo es la selección de las mejores líneas celulares.

Una vez identificadas, el siguiente desafío es cómo cultivarlas en grandes cantidades. Aquí es donde los microportadores (microcarriers) juegan un papel clave. Son pequeñas esferas sobre las que las células pueden crecer, permitiendo que se cultiven miles de millones de células en un solo biorreactor. Este sistema, en particular, se utiliza en cultivos en agitadores (spinner culture), lo que permite una producción a una escala mucho mayor que la de las placas de cultivo tradicionales.

Un enfoque integrado para la producción

Nuestro método combina estos dos pasos:

1. Evaluación inicial: Se evalúa el potencial de diferenciación cardíaca de varias líneas de células madre en un cultivo convencional para seleccionar las más prometedoras.
2. Producción optimizada: Las líneas seleccionadas se cultivan en grandes cantidades utilizando microportadores en biorreactores, para luego inducir su diferenciación en cardiomiocitos.

Este enfoque integrado nos permite superar el reto de la producción, allanando el camino para que los cardiomiocitos derivados de células madre se conviertan en una fuente terapéutica escalable para tratar enfermedades cardíacas.

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Biorreactores y Materiales y equipos clave para el proceso

Para quienes estén interesados en los detalles técnicos, aquí se listan algunos de los equipos y reactivos esenciales para llevar a cabo este protocolo.

Equipamiento mínimo:

• Gabinete de bioseguridad: Para un entorno estéril.
• Incubadoras de CO2: Para mantener las condiciones ideales de cultivo.
• Biorreactores tipo spinner: Vasos de cultivo con agitador magnético para la producción en microportadores.
• Microscopio de contraste de fases: Para observar el crecimiento celular.
• Citómetro de flujo: Para analizar las características de las células, como su pureza.

Medios y reactivos:

• mTeSR™1: Un medio de cultivo específico para mantener la pluripotencia de las células madre.
• Medios específicos para diferenciación: Como RPMI-1640 y B27 sin insulina.
• Pequeñas moléculas: Como CHIR99021 e IWR1, que se utilizan para guiar la diferenciación de las células madre hacia cardiomiocitos.
• Microportadores: Las pequeñas esferas donde las células crecen en grandes cantidades.

Con cada avance en este campo, nos acercamos un poco más a la visión de tener una fuente renovable y segura de células cardíacas, listas para restaurar la función del corazón y salvar vidas.

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